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腰骶融合的生物力学研究新进展
杨晓明徐宏光
摘要腰椎退行性疾病常需行腰骶融合术,腰骶局部复杂的生物力学环境给予有效实现融合带来
难题,如何恰当地选择合理、确切的融合方式已成为临床关注的焦点。生物力学研究为此提供了科学的
论证和证据,也是目前解决该类问题最为直接的手段和工具,正成为评价该类术式合理性的标准和规范。
学者们在利用生物力学方法对传统融合术式进行评价的同时,各种新兴术式在大规模临床推广应用之前
也将接受生物力学的检验和验证。该文拟对腰骶融合的生物力学研究新进展进行综述。
关键词腰骶融合;生物力学;研究进展
1673-7083.2010.01.015
Ⅸ)I:10.3969/j.issrL
腰椎退行性疾病常需行腰骶融合术,近10多年来, 融合至腰骶部的长节段融合随访研究中发现,双侧椎弓
腰骶融合术的应用呈逐年增加的趋势Ⅲ。尽管腰骶融合 根螺钉内固定组较单侧椎弓根螺钉内固定组疗效差,表
手术技术取得了很大的进步,但假关节形成、内固定失败 现为矢状面矫形差、假关节形成和并发症多,因此对双侧
及矢状面失衡等并发症的发生率仍较高。尤其随着现代 椎弓根螺钉内固定的临床疗效提出了质疑。
生活节奏的加快和老龄化社会的来临,伴有骨质疏松症 2物理模型研究
的腰椎退行性变患者日益增多,给临床带来更多挑战。 模拟研究充分考虑了被模拟对象的一些重要特征,
腰骶部局部解剖复杂、骶骨骨质相对较差和独特的生物 与实际有较高的一致性,因此具有较高的实验价值,应用
力学特点等,是影响腰骶融合术后并发症的重要因素[2]。 较多。Alegre等№】在人工合成的腰椎和骨盆模型标本上
本文根据传统实验生物力学研究分类方法,从动物模型、 模拟右侧髂嵴取骨,对比分析k~sl双侧椎弓根螺钉固
物理模型和尸体模型研究诸方面,就腰骶融合术相关生 定、I吒~S1双侧椎弓根螺钉固定加左侧髂骨钉、L~sl双
物力学新进展作一综述。 侧椎弓根螺钉固定加左侧髂骨钉加右侧椎弓根螺钉、
1动物模型研究 k~S1双侧椎弓根螺钉固定加左侧髂骨钉加S双侧椎弓
动物实验标准易于统一,可比性较强,猪、牛等动物 根螺钉,以及以上4种固定方式再加k/sl椎间融合等固
因具有与人类类似的脊柱结构而被较多采用。Lebwohl定技术下S1螺钉弯曲力矩,统计结果表明k/sI椎间融
等[2]在公牛脊柱尸体标本上进行腰骶融合负载破坏实 合、髂骨钉和椎弓根螺钉均能有效降低SI螺钉弯曲力
验,对比研究融合术式单纯Sl椎弓根螺钉、sl椎弓根螺钉 矩,但后两者强于前者,后两者之间的差异无统计学意
加S头侧朝向螺钉、S】椎弓根螺钉加S尾侧朝向螺钉、Sl义;认为对于腰骶段的长节段融合,应考虑采取前方椎间
椎弓根螺钉加骶骨棒和sI椎弓根螺钉加髂骨螺钉的生物 融合、双侧髂骨钉和S螺钉,并建议髂骨取骨时保留髂骨
力学特点,结果显示S与髂骨固定均能有效降低sl螺钉 钉植入点,因为髂骨钉较S2螺钉植入容易,亦具有避免损
的劳损负荷,但在损害性弯曲实验中只有髂骨螺钉能提 伤髂静脉等优势。Chen等口]贝Ⅱ利用超高分子量聚乙烯材
供对sI螺钉的有效保护,因此与S螺钉固定相比,髂骨螺 料制作的块状结构模拟人k和sl椎体(不包括椎间盘、关
钉在腰骶融合术中具有抗拔出力强、松动率低的优势。 节突关节及周围韧带肌肉软组织等邻近结构),在两椎体
与椎间融合器相比,髂骨螺钉亦更具生物力学优势阳]。
凸),并在两侧分别采用万向椎弓根螺钉和单向椎弓根螺
Torrdinson等H1利用猪尸体脊柱L~sl段模拟人腰骶段
脊柱,对比研究单侧和双侧椎弓根螺钉内固定的生物力 钉固定(螺钉连接棒均经不同角度预弯),分析4种不同
学性能及腰骶椎间融合器是否对以上两种固定方法的生 矢状面前凸角(0。、7。、14。、21。)对腰骶固定后生物力学的
物力学产生影响,结果显示与完整椎问盘标本相比,腰骶 影响,结果经对压缩、屈曲、侧弯和扭转等不同状态下相
椎间融合可降低融合
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